Cho một nhiệt lượng kế, một nhiệt kế, một bình chia độ, một bình nước nóng và một bình

Câu hỏi số 561961:

Vận dụng cao

Cho một nhiệt lượng kế, một nhiệt kế, một bình chia độ, một bình nước nóng và một bình nước có lẫn các cục đá. Trình bày phương án xác định nhiệt nóng chảy của nước đá, cho biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá là \({c_n},\,\,{c_d}\), khối lượng riêng của nước là D (trong quá trình trao đổi nhiệt, khối lượng riêng của nước không thay đổi). Coi như nhiệt lượng kế không tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:561961

Phương pháp giải

Nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)

Nhiệt lượng cung cấp làm nóng chảy nước đá: \(Q = m\lambda \)

Phương trình cân bằng nhiệt: \({Q_{toa}} = {Q_{thu}}\)

Giải chi tiết

Gọi tiết diện của bình chia độ là S

- Rót nước nóng vào bình chia độ đến độ cao \({h_1}\) rồi rót vào nhiệt lượng kế (lượng nước nóng đủ lớn sao cho nước đá tan hết)

→ khối lượng của nước nóng là: \({m_n} = DS{h_1}\)

- Đo nhiệt độ nước nóng \({t_n}\) và nhiệt độ nước đá \({t_d}\)

- Thả 1 cục nước đá vào nhiệt lượng kế, khuấy cho cục nước đá tan hết. Đo nhiệt độ sau khi cân bằng nhiệt là t

- Rót nước từ nhiệt lượng kế vào bình chia độ, mực nước dâng lên một đoạn h so với ban đầu

→ khối lượng cục nước đá là: \(m = DSh\)

Nhiệt lượng nước nóng tỏa ra là:

\({Q_{toa}} = {m_n}{c_n}\left( {{t_n} - t} \right) = DS{h_1}{c_n}\left( {{t_n} - t} \right)\)

Nhiệt lượng nước đá thu vào để đạt \({0^0}C\) là:

\({Q_{thu1}} = {m_d}{c_d}\left( {0 - {t_d}} \right) = DSh{c_d}\left( { - {t_d}} \right)\)

Nhiệt lượng làm nước đá tan hoàn toàn là:

\(Q = {m_d}\lambda = DSh\lambda \)

Nhiệt lượng nước đá sau khi tan thu vào để đạt nhiệt độ cân bằng là:

\({Q_{thu2}} = {m_d}{c_n}\left( {t - 0} \right) = DSh{c_n}t\)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt:

\(\begin{array}{l}{Q_{toa}} = {Q_{thu1}} + Q + {Q_{thu2}}\\ \Rightarrow DS{h_1}{c_n}\left( {{t_n} - t} \right) = DSh{c_d}\left( { - {t_d}} \right) + DSh\lambda + DSh{c_n}t\\ \Rightarrow {h_1}{c_n}\left( {{t_n} - t} \right) = h\left( {\lambda + {c_n}t - {c_d}{t_d}} \right)\\ \Rightarrow \lambda = \dfrac{{{h_1}{c_n}\left( {{t_n} - t} \right)}}{h} - {c_n}t + {c_d}{t_d}\end{array}\)

Tham Gia Group 2K10 Ôn Thi Vào Lớp 10 Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 & lộ trình Up 10! trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách (Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều), theo lộ trình 3: Nền Tảng, Luyện Thi, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.